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沈阳城区一次γ中尺度短时暴雨的热动力环境分析

暴雨；热岛；多普勒雷达；中尺度

利用地面加密自动站、Gpsmet、葵花8卫星、沈阳多普勒雷达和风廓线雷达以及ERA5再分析资料对2022年7月17日夜间发生在沈阳城区的突发性γ中尺度短时暴雨的热动力环境进行了详细分析。结果表明此次暴雨发生在500 hPa冷涡的后部背景下，由城区孤立风暴迅速发展造成的次局地强水过程，具有范围小不足20 km）、生命史短（3 ｈ）、雨强大（100.3 mm/h)等特点。暴雨是在上游降水系统的冷池边界移入沈阳城区，由城市热岛、上游冷池出流前的边界层弱冷空气、地面辐合线共同作用造成的。下垫面水平热力差异导致沈阳中心城区为显著的热岛效应，热岛强度达2-４℃，与热岛效应伴随的城市热岛暖低压的形成与发展导致城区中尺度辐合中心。上游降水产生的中尺度高压（上游降水区）和沈阳城市热暖低压（下游非降水区）之间的气压梯度导致冷池前沿形成了一支超越冷池出流边界而率先到达沈阳城区的一支北风，这支边界层弱冷空气与系统性东北风、城市热岛暖低压作用下均向城区汇合，进一步增强了城区辐合中心的强度及维持时间。垂直方向上，沿城区的纬向、经向分别形成东风气流，加剧了大气层结不稳定。上游冷池出流前中尺度锋区东移造成的水汽集中以及热岛效应伴随的局地热量累积使城区逐渐发展为高湿高能区，且垂直方向上不稳定度增强，为局地暴雨的发生提供了有利的中尺度环境条件。